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大型强子对撞机将重启实验

科普小知识2022-01-30 19:43:03
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示意图:大型强子对撞机的CMS探测器正在测量两个高能光子束的能量(红色标记)。

去年12月,大型强子对撞机的两个探测器ATLAS和CMS发现了新粒子的迹象。被怀疑的新粒子比希格斯玻色子重六倍。大型强子对撞机将在下个月恢复碰撞实验,并将在夏天得到准确的结果。最终的结果将会证实或反驳这些粒子的存在。

新浪科技消息,北京时间3月11日,据国外媒体报道,去年12月,大型强子对撞机探测器首次发现一个比希格斯玻色子重六倍的粒子。这种粒子的存在不能用现有的模型来解释。这一重要发现可能有助于科学家继续发现一整组新粒子,甚至发现第五种基本力。然而,最初的发现不足以证明这些粒子的存在。随着大型强子对撞机下个月再次启动,科学家们将进行更多的探测实验。

在去年12月大型强子对撞机的碰撞实验中,两个独立的探测器发现了一个疑似粒子的存在,这个粒子比希格斯玻色子重六倍。如果这一发现被证明是真的,而不是探测过程中的波动,那么这将是粒子物理学领域的一项重大发现。伦敦国王学院的理论物理学家约翰·埃利斯教授说,“如果它真的存在,它将会是完全超出标准模型的东西。对于一大群新粒子来说,这只是冰山一角。”

大型强子对撞机的两个探测器ATLAS和CMS通过计算衰变为光子的粒子发现了新的物理现象。测量光子是探测新物理现象的更好方法,因为光子更容易探测,物理学家可能知道预期的结果。他们分别测量光子,光子的总能量达到750亿电子伏特。当粒子衰变为光子时,释放的能量等于它们的质量乘以光速的平方。这符合爱因斯坦的质量能量方程。埃利斯解释说,“它的重量相当于750亿电子伏特的能量,比希格斯玻色子重六倍。”

当粒子衰变为光子时,释放的能量等于它们的质量乘以光速的平方。这符合爱因斯坦的质量能量方程。埃利斯解释说,“它的重量相当于750亿电子伏特的能量,比希格斯玻色子重6倍。”

这种新型粒子(如果存在的话)无法用标准模型来解释,因此它将不可避免地导致粒子物理学一个全新领域的出现。有些人认为这可能导致第五种基本力量的发现。

希格斯玻色子这个名字来自物理学家希格斯。

这次碰撞类似于希格斯玻色子符号首次被发现时的碰撞。两者的区别在于希格斯玻色子的存在已经被预测到,而标准模型从未预测过这样的粒子(如果有的话)。因此,如果这样的粒子真的存在,它们将带领物理学家进入一个全新的世界,并发现一组全新的粒子。根据标准模型,宇宙中的一切都是由基本粒子组成的,基本粒子受四种基本力控制,即重力、电磁力、弱核力和强核力。这些力有不同的作用范围。

这种新型粒子(如果存在的话)无法用标准模型来解释,因此它将不可避免地导致粒子物理学一个全新领域的出现。有些人认为这可能导致第五种基本力量的发现。埃利斯说,“有可能一定有一组未知的粒子来解释这个新粒子的衰变,也许还有它是如何产生的。”这是一个令人兴奋的发现,因为标准模型仍然有许多无法解释清楚的问题,所以科学家希望取得新的突破并发现新的理论。

然而,迄今为止获得的观测数据不足以证实新粒子的存在。欧洲粒子物理研究所的物理学家需要确认这个观察不是偶然的,所以他们需要收集更多的数据,并期待再次发现这个粒子。大型强子对撞机将在下个月恢复碰撞实验,并将在夏天得到准确的结果。最终的结果将会证实或反驳这些粒子的存在。(彬彬)